Regeneración meniscal tras extirpación completa del

Regeneración meniscal tras extirpación
completa del menisco medial y sustitución
por una bandeleta de tendón rotuliano.
Estudio experimental con conejos.
Meniscal regeneration after c o m p l e t e
meniscectomy and meniscal s u b s t i t u t i o n
by a patellar t e n d o n plasty. Experimental
study in rabbits.
J. LECUMBERRI SAGÜÉS*, A. ARENAS PLANELLES*, J.R. VALENTÍ NIN**, O. DÍAZ DE RADA PARDO***
*SERVICIO DE CIRUGÍA ORTOPÉDICA Y TRAUMATOLOGÍA. HOSPITAL DE NAVARRA. **DEPARTAMENTO DE CIRUGÍA ORTOPÉDICA Y TRAUMATOLOGÍA. CLÍNICA
UNIVERSITARIA. UNIVERSIDAD DE NAVARRA. ***SERVICIO DE DOCENCIA, INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO SANITARIOS. PABELLÓN DE DOCENCIA. HOSPITAL
DE NAVARRA. PAMPLONA.
Resumen. Los autores estudian la regeneración meniscal tras
meniscectomía total y sustitución del menisco por una plastia
de tendón rotuliano. Realizan el estudio en 15 conejos, que
fueron sacrificados a las 6 semanas (5 casos), a los 3 meses
(5 casos) y a los 6 meses (5 casos). Los estudios macroscópico e histológico de las piezas obtenidas tras el sacrificio
demuestran que en el conejo adulto siempre se produce
regeneración meniscal tras la extirpación total del menisco
medial y sustitución por una plastia, aunque de menor tamaño que el menisco original resecado.
I
Introducción. El tratamiento quirúrgico
de las lesiones meniscales ha sido un tema
muy controvertido en la literatura. Entre
las técnicas que han sido utilizadas pueden citarse la meniscectomía total o parcial, la sutura meniscal y la extirpación del mismo seguida de sustitución meniscal por un injerto o
una prótesis, en aquellos casos en que la lesión meniscal es irreparable (1,2).
El concepto de sustitución meniscal es
muy atractivo, pero un menisco es tan complicado que es virtualmente imposible hacerlo artificial. Su forma, movilidad, composición celular y química, su vasculariza-
Summary. The authors analyse the meniscal regeneration
after complete menis-cectomy and posterior meniscal substitution by a patellar tendon plasty. The study is realised in 15
rabbits that were sacrificed after 6 weeks (5 cases), 3 months
(5 cases) and 6 months (5 cases). Macroscopic and histologic
studies of the pieces obtained have demonstrated that in the
adult rabbit meniscal regeneration is always produced after
total meniscectomy of the medial meniscus and posterior
substitution by patellar tendon plasty, but this meniscal regeneration is smaller than the resected primitive meniscus.
ción y la disposición de sus fibras no son en
ningún modo casuales y responden a las
exigencias mecánicas a que está sometido.
Los resultados obtenidos hasta la actualidad, procedentes de los distintos métodos
de sustitución meniscal tanto en experimentación animal como en la clínica humana, parecen indicar que estas técnicas
son factibles; sin embargo, diversas cuestiones como son la respuesta inmune, la talla
adecuada del injerto, la posibilidad de
transmisión de enfermedades y los problemas técnicos de implantación hacen que en
la actualidad no exista una técnica de susti-
Correspondencia:
Antonio Arenas Planelles.
Servicio de Cirugía Ortopédica y
Traumatología.
Hospital de Navarra.
C/Irunlarrea, 3.
Pamplona-31008 (Navarra).
Tfno: 948-422206.
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REVISTA ESPAÑOLA DE CIRUGÍA OSTEOARTICULAR
tución de elección que obvie los problemas
anteriormente reseñados.
En el presente trabajo, realizado en conejos, hemos analizado si es factible utilizar
una porción de tendón rotuliano como sustituto autólogo del menisco extirpado, efectuando el estudio bajo una perspectiva histológica que nos ha permitido comparar la
estructura microscópica del menisco normal con la del posible regenerado meniscal
que aparece tras este gesto quirúrgico.
102 Vol. 36 - Nº 207 Julio-Septiembre 2001
Material y métodos. Para la realización
de este estudio hemos escogido el conejo
White New Zeland por su fácil manejo y
mantenimiento, a lo que hay que añadir
que la anatomía de su rodilla es aceptablemente parecida a la rodilla humana para los
estudios que nos planteamos. La edad de
los animales fue siempre supe-rior a los 5
meses, por ser conocido por otros estudios
que el menisco de los conejos más jóvenes
no tiene todavía un patrón cartilaginoso
(3). Se utilizaron 15 conejos que fueron
enumerados de forma correlativa, de tal
forma que los 5 primeros se correspondían
con aquellos que fueron revisados a los 6
meses; del 6o al 10° fueron revisados a los 3
meses; y los 5 últimos, que fueron estudiados a las 6 semanas.
La técnica quirúrgica se realizó bajo
anestesia, mediante inyección de Ketamina
por vía intramuscular y de Uretano disuelto al 20 % en agua destilada y cloruro sódico, aplicado por inyección intraperitoneal.
La intervención se realizó siempre en la rodilla derecha de los animales. A través de un
abordaje medial, se procedió a desinsertar el
menisco interno, desde el cuerno anterior
hasta el posterior, llevando el máximo cuidado en no ocasionar lesiones iatrógenas en
el cartílago sinovial y en los ligamentos que
pudieran modificar los resultados. Seguidamente, se extrajo una bandeleta de tendón
rotuliano de la misma rodilla, procurando
que la longitud y anchura de la misma se
pareciesen en lo posible al menisco extirpado. Tras ello, se procedió a fijar la bandeleta rotuliana con cuatro puntos de material
de sutura reabsorbible de 4-0, comenzando
por la parte posterior de la rodilla, primero
de fuera a dentro y posteriormente de dentro a fuera, quedando la plastia situada en el
lugar que ocupaba primitivamente el menisco medial resecado. Tras la intervención
quirúrgica, se procedió a dejar la rodilla inmovilizada. El sacrificio de los animales se
realizó una vez finalizado el tiempo de evolución postoperatoria de cada uno de los
tres grupos, y fue llevado a cabo mediante
inyección intravenosa de una sobredosis de
Pentobarbital. Se procedió a la artrotomía
de la rodilla derecha de igual forma que en
la primera intervención, comprobándose
visualmente el grado de regeneración meniscal existente, a lo que siguió la extracción
del tejido regenerado para su procesado de
cara al estudio histológico. Se abordó también la rodilla izquierda, resecándose de
igual forma el menisco interno, que se envió para estudio histológico como grupo
control.
Procesado histológico: Los meniscos,
una vez extraídos, se incluyeron en parafina. Posteriormente se fijaron en formol al
10 % durante 24 horas. A continuación, las
muestras se pasaron por alcohol etílico al
70 % y se deshidrataron mediante pasos sucesivos en alcohol etílico al 96 % y alcohol
etílico absoluto. Seguidamente, las piezas
fueron aclaradas con baños de 15 minutos
en tolueno, e introducidas en baños de parafina líquida antes de hacer los bloques.
De los bloques así obtenidos se realizaron
cortes seriados de aproximadamente 3 mi-ras de espesor con un microtomo, y se recogieron en portaobjetos impregnados con
albúmina de huevo para favorecer la adherencia. Previamente a su tinción, los cortes
se desparafinaron en xilol, tras haber sido
calentados unos 15 minutos en estufa a 60°
C. A continuación, se hidrataron mediante
pasos sucesivos por alcoholes de concentración decreciente hasta llegar a agua.
Para el estudio de la estructura histológica, los cortes obtenidos se tiñeron con las
técnicas de Hematoxilina-Eosina, Acido
Peryódico de Schiff (PAS), Tricrómico de
Masson, Azul Alcián, Orceína, Hierro Coloidal y Azul de Toluidina. Finalmente, los
J. LECUMBERRI Y COLS, REGENERACIÓN MENISCAL TRAS EXTIRPACIÓN COMPLETA DEL MENISCO MEDIAL
cortes se lavaron bien con agua destilada, se
deshidrataron y se montaron permanentemente en DPX.
Resultados. Para la exposición de los resultados, apuntaremos inicialmente los detalles de la descripción macro y microscópica del menisco medial normal (grupo control), y a continuación realizaremos una
descripción detallada, tanto macro como
microscópica, del neomenisco formado tras
la extirpación total del menisco medial y su
reemplazamiento por una bandeleta de tendón rotuliano.
Menisco medial normal: Macroscópicamente, considerado en el plano horizontal
paralelo a la meseta tibial, el menisco tiene
forma de semiluna; presenta un color blanco nacarado y se encuentra en la periferia
fuertemente adherido a la cápsula y elementos estabilizadores mediales. Las semilunas meniscales estudiadas presentan un
diámetro medio de 8 mm., y su anchura
máxima media, medida en la porción central de estas semilunas es de 4 mm.
La observación de una panorámica microscópica correspondiente a un corte radial permite apreciar que la sección del menisco tiene forma de triángulo isósceles, cuyos dos lados iguales contactan con la tibia
y el fémur, y su lado desigual, más pequeño, se une a la cápsula y elementos estabilizadores mediales. El lado de este hipotético
triángulo que contacta con el cóndilo femoral presenta una ligera concavidad que
se adapta a la convexidad del cóndilo; el
lado que está en contacto con la meseta tibial es prácticamente plano. La base, o lado
por el que se une a la cápsula, presenta una
forma irregular que se continúa con la grasa parameniscal.
El estudio microscópico con mayor detalle del menisco medial de la rodilla del conejo permite observar que está constituido
en su mayor parte por un fibrocartílago.
Los distintos elementos que componen el
fibrocartílago meniscal muestran una disposición distinta tanto en cantidad como
en grado de madurez y distribución según
la porción analizada; las fibras de colágena
presentan, en un corte paralelo a la meseta
tibial, una disposición curvilínea y semicircular que ocupa gran extensión de menisco,
existiendo así mismo, haces en disposición
radial que se entrecruzan con estos haces semicirculares. Los condrocitos aparecen distribuidos en cortas hileras paralelas entre
los haces de fibra de colágena semicirculares, de tal manera que alternan las fibras de
colágena con los condrocitos alineados. En
el borde libre del menisco, se aprecia una
pequeña banda donde existe mayor cantidad de sustancia fundamental, menor proporción de colágena, y los condrocitos se
disponen al azar, asemejándose más al cartílago hialino que al fibrocartílago.
La madurez de las fibras de colágena varía según la porción meniscal estudiada; así,
en la porción central del menisco existen algunos haces de fibras más inmaduras, las
cuales, teñidas con el Tricrómico de Masson aparecen de color fucsia. No se han encontrado fibras elásticas, resultando negativos los cortes histológicos teñidos con la
tinción de Orceína.
A diferencia de lo que ocurría en las
porciones interna y central del menisco, la
porción periférica del mismo, es decir, la
porción más próxima a la inserción, está
constituida por un tejido conjuntivo fibrilar muy denso y ordenado, con haces de fibras de colágena distribuidas paralelamente, en disposición ligeramente ondulada y
con pocos fibroblastos entre ellas.
También la sustancia fundamental tiene una distribución distinta según la porción meniscal analizada, siendo la zona
central del menisco la más rica en dicha
sustancia. Esta sustancia fundamental del
menisco posee gran cantidad de proteoglicanos, sobre todo alrededor de los condrocitos. La tinción con Azul de Toluidina revela la metacromasia de la sustancia fundamental. La técnica PAS aplicada a estos
cortes muestra la fuerte reactividad de la
sustancia fundamental y la presencia de
glucógeno en las células.
Neo-menisco formado tras la resección
completa del menisco medial y reemplazamiento por una bandeleta de tendón rotuliano:
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A) Seis semanas de evolución: En esta
fecha evolutiva, macroscópicamente se
puede objetivar que el lugar donde se localizaba primitivamente el menisco, se encuentra ahora ocupado por una estructura
semilunar de forma parecida al menisco
normal pero de menor tamaño que el menisco original.
Histológicamente, destaca la existencia
de restos tendinosos en medio de un tejido
neoformado parecido al fibrocartílago. La
presencia de este tejido es más patente en la
región central del menisco regenerado. Se
trata de un tejido de apariencia intermedia
entre el tejido fibroso y el cartilaginoso propiamente dicho. En la periferia de este tejido, los condrocitos se van alargando y disponiéndose entre las fibras de colágena,
empezando a reorganizarse como un tejido
más fibrilar. Ya en este tejido se ve que existen grupos celulares en los cuales cada célula se halla ubicada en una laguna en formación. Estas células se parecen bastante a los
condrocitos típicos del fibrocartílago. Sin
embargo, en este tejido la densidad celular
es mucho mayor y la cantidad de fibras de
colágena es más reducida y su disposición
más desordenada en relación con los condrocitos, sin presentar ninguna alineación.
En la zona límite del menisco neoformado, es decir, en la zona de inserción del
mismo, no es raro observar la presencia de
algunos granulomas de cuerpo extraño, con
restos de material de sutura, todo ello consecuencia del traumatismo quirúrgico y del
material utilizado en esta zona para el anclaje de la plastia tendinosa.
B)Tres meses de evolución. El tejido
condroide ha invadido la mayor parte de la
plastia tendinosa, quedando todavía en esta
fecha evolutiva, restos del tendón rotuliano
englobados en el tejido condroide. Este tejido tiene ya un gran parecido con el fibrocartílago auténtico, con las células ubicadas
en sus lagunas y las fibras de colágena ahora ya más ordenadas. En esta fecha evolutiva se aprecia además, la metacromasia de la
sustancia fundamental, puesta en evidencia
con la tinción de Azul de Toluidina.
C) Seis meses de evolución. En esa fase,
las células se asemejan más a los condrocitos, las lagunas en las que aparecen centradas son evidentes, y el contenido en glucógeno de estas células es abundante. El
tejido, denominado condroide, aparece
también más evolucionado, con una distribución más regular de sus elementos, y
una proporción y relación entre los mismos que recuerda al menisco normal. Esta
configuración, semejante al fibrocartílago
del menisco normal, se puede apreciar en
toda la extensión del menisco neoformado
a partir de la plastia con tendón rotuliano.
En la periferia o zona de inserción existe, a
semejanza del menisco normal, un tejido
conjuntivo denso y ordenado que sirve
como puente de unión entre el menisco
neoformado y las estructuras estabilizadoras mediales.
Discusión. Según la bibliografía consultada (1,4,5) y la experiencia diaria en la clínica, cuando por el tipo de rotura no es posible reparar el menisco lesionado, o cuando
ni siquiera es posible conservar la periferia
del mismo, se ha de considerar la posibilidad de proceder al empleo de alguna técnica que implique la sustitución del mismo,
para evitar la posterior evolución artrósica
de la articulación.
Entre las técnicas ideadas con el objeto
de sustituir al menisco lesionado se pueden
citar los aloinjertos frescos, crioconservados, desecados o esterilizados (6-8), los autoinjertos (9-12), las mallas reabsorbibles
(13,14), los xenoinjertos (5) y las prótesis
meniscales (2,15,16).
La mayoría de estos métodos están en
fase experimental. La aparición del virus de
la inmunodeficiencia humana (V.I.H.) y la
posibilidad de transmisión del mismo a la
hora de plantear la utilización de un sustitutivo meniscal alogénico, han hecho que
se cuestionen muchas de estas técnicas.
Otro inconveniente a tener en cuenta,
es que tanto los métodos de esterilización
como de conservación, tienen un efecto
perjudicial sobre la viabilidad y vitalidad
del injerto. Aunque existe controversia al
respecto, en general se acepta que tanto la
J. LECUMBERRI Y COLS, REGENERACIÓN MENISCAL TRAS EXTIRPACIÓN COMPLETA DEL MENISCO MEDIAL
criopreservación, como la liofilización y la
irradiación, matan en mayor o menor grado a los condrocitos (4,7).
Las prótesis tendrían el inconveniente
de su diseño en cuanto a la forma y tamaño, su integración y la posibilidad de que
ocasionen sinovitis; así, se han descrito sinovitis reactivas al utilizar prótesis de Teflon (16) o de carbono (17) entre otras
sustancias.
Las reacciones inmunológicas adversas
son hoy en día el más pequeño de los problemas que pueden presentarse al utilizar
un sustitutivo meniscal alógeno, dado que
por la abundante matriz extracelular que
rodea a las células meniscales, éstas se encuentran aisladas del sistema inmunológico, siendo considerado por ello el menisco
como un tejido "inmunológicamente privilegiado" (10,18). En el hombre, sin embargo, no están absolutamente superados los
problemas inmunológicos derivados de la
utilización de aloinjertos, de tal manera que
la reacción inmunológica adversa es siempre posible (19).
Tratando de salvar algunos de los problemas que los anteriores procedimientos
(aloinjertos, xenoinjertos y prótesis) pueden acarrear, es por lo que ideamos un método de sustitución meniscal consistente en
la utilización, como sustituto meniscal, del
tendón rotuliano de la rodilla del propio
conejo en el que se desarrolló la técnica quirúrgica experimental. La elección de esta
técnica ha sido tomada, para el presente estudio, en base a los siguientes supuestos:
- La utilización de este método evita la
aparición de reacciones inmunológicas adversas y la transmisión de enfermedades infecciosas.
- El tendón rotuliano, histológicamente
tiene un parecido aceptable con el fibrocartílago meniscal.
- El comportamiento del tejido tendinoso en un medio sinovial está suficientemente testado.
- Por tratarse de un tejido conjuntivo, el
tejido tendinoso posiblemente pudiera desdiferenciarse y ser capaz de transformarse
en fibrocartílago al ser requerido para el
desempeño de una nueva función. Esta
propiedad es compartida por los distintos
tejidos de origen conjuntivo.
El tendón rotuliano tiene, con respecto
al menisco, unas diferencias y unas similitudes que vamos a analizar. Macroscópicamente, es obvio que el tendón rotuliano y
el menisco tienen formas diferentes. Microscópicamente, el menisco presenta una
distribución de las fibras de colágena circunferencial y además radial, cruzándose
entre ellas en toda la extensión del menisco formando una malla (20,21). No obstante, en la mitad periférica del mismo
predomina la distribución circunferencial,
disponiéndose curvilíneamente paralelas
unas a otras y también a la convexidad de
la periferia meniscal. Esto hace que la mitad periférica del menisco se parezca al
tendón, ya que en éste se disponen sólo
paralelamente (11). Desde el punto de vista histológico, en el tejido tendinoso no
existen los fibrocondrocitos típicos del tejido meniscal (22,23).
El comportamiento del tendón rotuliano en el medio sinovial de la rodilla está
suficientemente estudiado, por ser utilizado como método habitual de sustitución
del ligamento cruzado anterior lesionado
(5). Así mismo, se ha experimentado con
otros tendones introducidos en el medio
sinovial (24).
No todo son ventajas a la hora de utilizar este autoinjerto como sustitutivo meniscal. El tendón rotuliano comparte con otros
métodos el inconveniente de la no coincidencia en cuanto a forma y tamaño con el
menisco que se extirpó. Este inconveniente
debe ser tenido muy en consideración, habida cuenta de la grave alteración mecánica
que una simple variación de la forma del
menisco original o artificial puede producir
(18). Así mismo, el tendón rotuliano carece
de fibras de colágeno de disposición radial,
que tienen gran importancia sobre todo a la
hora de soportar fuerzas de tensión, y de las
circunferenciales, que absorben las fuerzas
de choque (21).
No hemos hallado excesiva bibliografía
relacionada con la utilización de autoinjer-
Vol. 36 - N° 207 Julio-Septiembre 2001 105
REVISTA ESPAÑOLA DE CIRUGÍA OSTEOARTICULAR
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tos en el tratamiento de las lesiones meniscales, ya que toda la que hemos encontrado
se refiere a la reparación del menisco mediante fascia (25), o a su sustitución por almohadilla grasa (26), tendón del sóleo (27)
y tendón rotuliano (11). Kohn y cols, publicaron un trabajo en 1992, en el cual utilizaron el tendón rotuliano como sustitutivo meniscal. El estudio difiere respecto al
nuestro en el animal utilizado (la oveja), en
el tiempo de seguimiento (a los 3, 6 y 12
meses), y en algunos detalles del material y
métodos que utilizaron. En conjunto, los
hallazgos son similares a los nuestros, de
modo que a lo largo del período de seguimiento, el tejido tendinoso era progresivamente sustituido por fíbrocartílago, obteniéndose un neomenisco que siempre fue
de menor tamaño que el original; sin embargo, existen algunas diferencias con respecto a nuestros resultados. Así, en nuestro
trabajo, a las 6 semanas ya existía una estructura similar en su forma al menisco extirpado, hallazgo que estos autores encuentran a los 3 meses de evolución; pero no se
puede ignorar que en su caso se trataba de
diferente animal (11).
La aparición de fíbrocartílago en nuestra experimentación se consiguió en todos
los casos, a diferencia de lo ocurrido en el
experimento de los autores anteriores, en
el que no se alcanzó en la totalidad de los
casos. Además, en nuestro estudio, esta
transformación fue más rápida y ya se había alcanzado a las 6 semanas de evolución. La reorientación de las fibras de colágena también fue progresiva a partir de
las 6 semanas y hasta los 6 meses. Al igual
que en el experimento de Kohn y cols., al
final predominan las fibras de orientación
semicircular (11).
Kohn y cols, desarrollaron técnicas encaminadas a comprobar la resistencia mecánica del neomenisco (11). En sus estudios,
el tendón rotuliano fue considerado un
buen sustituto meniscal, pero su calidad
mecánica resultó menor. Esta deficiencia
mecánica podría achacarse a la distinta proporción entre fibras de colágena circunferenciales y radiales, bien porque definitiva-
mente no se iban a formar, o porque el seguimiento no ofreció tiempo suficiente
para que se estableciera una correcta proporción y relación entre las mismas. Metak
y cols. (28), en 1995, desarrollaron un trabajo en ovejas con dos innovaciones con
respecto al citado de Kohn y cols, y al nuestro propio. Al igual que en nuestro estudio,
utilizaron el tendón rotuliano como sustitutivo meniscal, pero lo colocaron con sus
anclajes óseos, y además lo envolvieron previamente en fascia lata para, de esta manera, suplir la carencia de fibras colágenas de
orientación radial que tiene el tendón. La
secuencia de transformación hacia fíbrocartílago fue similar a la constatada por Kohn
y cols. (11), no quedando por ello totalmente analizado si las innovaciones con respecto a nuestra investigación y a la de estos
autores (11), supusieron una mejoría en los
resultados finales.
Cabría también discutir por qué el tamaño final del neomenisco resultó menor,
tanto en el caso de Kohn y cols. (11), como
en el nuestro, y también en el de Metak y
cols. (28). Esta diferencia de tamaño también ha quedado constatada en los estudios
llevados a cabo sobre regenerados meniscales tras meniscectomía (28), o en algunas
experiencias en que se utilizó la grasa del
paquete de Hoffa como sustitutivo meniscal (26), e incluso en los casos en que se utilizaron distintas prótesis meniscales de Teflon (16), carbono (2) o Dacron (29), se
observó esta reducción de tamaño. Algunos
autores (30) lo atribuyen a la falta del adecuado estímulo mecánico que actúa sobre el
menisco en algunos períodos de este tipo de
experimentación; o tal vez sea debido a que
el proceso regenerativo y sustitutivo no sea
capaz de alcanzar a toda la plastia utilizada.
Este hecho, que parece lógico y que nosotros compartimos, es apoyado por el trabajo de Arnoczky y cols, sobre recelularización de los autoinjertos meniscales (31).
En dicho estudio, comprobaron que la recelularización no puede alcanzar el centro
meniscal, ya sea por incapacidad física de
las células para emigrar tan lejos, o bien,
porque esta emigración no se acompaña de
J. LECUMBERRI Y COLS. REGENERACIÓN MENISCAL TRAS EXTIRPACIÓN COMPLETA DEL MENISCO MEDIAL
la adecuada y necesaria nutrición de origen
sinovial y vascular, que satisfaga las demandas metabólicas de proliferación de este
proceso de recelularización.
La causa de la transformación del tejido
tendinoso en fibrocartílago puede ser debida a la potencialidad de transformación de
los tejidos conjuntivos al ser sometidos a estímulos mecánicos, o a la invasión de procedencia extrínseca (sinovial) del autoinjer-
to, o a ambas causas actuando simultáneamente (22, 25). Por último, el que en nuestro experimento la transformación en fibrocartílago ocurriese antes y de una forma
más completa que en otros trabajos (11),
podría achacarse a la utilización del conejo
como animal de experimentación, ya que
los procesos de cicatrización en este animal
son más rápidos que los que tienen lugar en
la oveja.
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Vol. 36 - N° 207 Julio-Septiembre 2001 107